Page 89 - 《橡塑技术与装备》2025年7期

测试与分析
TEST AND ANALYSIS

核电厂柴油机双联橡胶膨胀节法兰

密封面破损原因分析

李明超，闫兵兵，梁广学
( 广西防城港核电有限公司，广西 防城港 538000)

摘要： 针对某核电厂应急柴油机冷却水系统双联橡胶膨胀节发生的法兰密封面破损问题，采用宏观与微观检查、力学性能测试、
电镜微观分析、介质浸泡试验等技术手段，探究了其破损原因。结果表明，膨胀节法兰密封面出现多处破损、开裂的主要原因为
双膨胀节串联安装的设计不够合理，在柴油机运行时易产生较大的振动，且使用的聚四氟乙烯垫片厚度有限，在高温水以及应力
作用下发生了永久变形，在柴油机运行的振动下导致膨胀节法兰密封面出现了磨损、挤压以及皴裂的情况。
关键词 ： 应急柴油机 ；橡胶膨胀节 ；法兰密封面 ；失效分析
中图分类号 ： TQ330.7 文章编号 ： 1009-797X(2025)07-0041-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2025.07.009

0 引言 试、电镜微观分析、介质浸泡试验等技术手段，探究
核电厂通常采用大型柴油发电机作为应急电源， 其破损原因，并制定相应的改进建议。
以保障事故状态下的核安全。为保证大型柴油机正常
工作，需要设置众多的辅助系统，如燃油供给系统、 1 失效背景信息
冷却水系统、启用压空系统等。在这些系统中，设计 某核电厂在一次大修期间开展应急柴油机膨胀节
安装了众多的橡胶膨胀节，用于实现管道系统的减震 现场排查，发现冷却水系统中有两个双联膨胀节（编
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隔振、降低噪音和位移补偿 [1] 。 号为 1 、2 ）存在法兰密封面橡胶破损的现象，膨胀
橡胶膨胀节是一种弹性连接元件，耐腐蚀性良好， 节其他部位无异常。膨胀节的现场安装方式及拆卸检
位移性能好，重量轻 [2] ，弹性优异，内部致密度高， 查情况如图 1 所示。
能够承受较高的压力。在刚性管道系统中使用橡胶膨
胀节可为管道提供必要的柔性 [3] 。然而，橡胶膨胀节
通常具有一定的使用寿命，当使用时间过久，就会出
现老化现象 [4] 。橡胶作为膨胀节的主要材料，其一旦
发生老化、降级，可能会变硬、变脆和开裂，从而导
致膨胀节在长期运行和使用后可能出现各种故障，如
表面裂纹、鼓包、渗水和介质泄漏等，严重时甚至可
使应急柴油机无法正常工作，存在严重的安全隐患 [3] 。 图 1 破损膨胀节现场安装方式及拆卸检查情况
此外，安装方式的不当也容易导致膨胀节产生变形过 # #
1 、2 膨胀节以及作为对照的新样品膨胀节（编
度、局部应力过大等问题 [5] ，进而引发破损、开裂等 # # #
号为 0 ）的基本信息如表 1 所示。0 ~2 膨胀节均由同
现象。
一厂家生产，膨胀节内外层均为 EPDM 橡胶，中间采
针对橡胶膨胀节在使用过程中出现的问题，有必
用尼龙编织层加强，膨胀节最高使用温度为 130 ℃。
要对其进行研究分析并提出改进建议 [6] ，以更好地提
高核电厂应急柴油机运行的安全性和可靠性。本文以
作者简介 ：李明超（1992-），男，本科，工程师，防腐主
某核电厂应急柴油机冷却水系统橡胶膨胀节法兰密封
管工程师，主要从事材料科学、核电厂腐蚀与防腐及电厂老化
面破损事件为例，通过宏观与微观检查、力学性能测 管理工作。

年
2025 第 51 卷 ·41·